【正文】 鄭州輕工業(yè)學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī) 調(diào)速電路設(shè)計 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 自動化 091班 學(xué) 號 院 （系） 電氣信息工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 完成時間 2020年 05月 30日 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速電路設(shè)計 I 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速電路設(shè)計 摘 要 步進(jìn)電機(jī)又稱脈沖電動機(jī)，是數(shù)字控制系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件。其功能是將脈沖電信號變換為相應(yīng)的角位移或直線位移，且其輸出轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速與輸 入 脈沖個數(shù)、頻率有著嚴(yán)格的同步關(guān)系。步進(jìn)電機(jī)由于其本身的特點(diǎn)，在具體的應(yīng)用中有利于裝置或設(shè)備的小型化和降低成本。因而，廣泛地應(yīng)用在眾多的領(lǐng)域中并得以不斷的發(fā)展。本設(shè)計采用 8 位單片機(jī) AT89S52 對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，通過 I/O 口輸出的具有時序的方波作為步進(jìn)電機(jī)的控制信號，信號經(jīng)過驅(qū)動芯片驅(qū)動步 進(jìn)電機(jī)；同時，用4 個按鍵來對電機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行控制，并用數(shù)碼管顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 關(guān)鍵詞 步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī) 驅(qū)動 速度控制 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速電路設(shè)計 II THE DESIGN OF SPEED GOVERNING CIRCUIT FOR STEPPER MOTOR BASED ON MCU ABSTRACT Known as a pulse motor, Stepper motor is an implementation ponent in the digital control system. Its function is converted into a pulse signal corresponding to the angular displacement or linear displacement, and the output angle, speed and the number of the input pulses, the frequency has a strict synchronization relationship. Because of Stepper motor’s own characteristics, the specific application in favor of apparatus or equipment turn into miniaturization and make its cost into reduction. Therefore, it was widely used in many areas and developed continuously. This design uses 8bit MCU AT89S52 to control stepper motor, with the output of timing the square wave through I/O port as stepper motor control signals, and the signal driver stepper motor through the driver chip。 same time, to control the state of the motor with four keys and display the motor speed on LED indicator. KEY WORDS Stepper Motors MCU Drive Speed Governing 目 錄 中文摘要 .................................................................................................. I 英文摘要 ................................................................................................. II 1 緒論 ................................................................................................... 1 步進(jìn)電機(jī)及其發(fā)展 .................................................................... 1 步進(jìn)電機(jī)在我國的發(fā)展應(yīng)用及前景 .......................................... 1 本文研究內(nèi)容 ............................................................................ 3 2 步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及特性 ................................................... 4 步進(jìn)電機(jī)的概念 ........................................................................ 4 步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 ..................................................... 4 步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu) ................................................................. 4 工作原理 ........................................................................... 4 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) ........................................................................ 6 步進(jìn)電機(jī)的常用術(shù)語 ................................................................. 7 步進(jìn)電機(jī)的振蕩和失步 ............................................................. 8 振蕩 ................................................................................. 8 失步 ................................................................................. 9 阻尼方法 ................................................................................... 9 3 總體硬件設(shè)計 ................................................................................... 11 控制系統(tǒng)框圖 ........................................................................... 11 單片機(jī)最小系統(tǒng) ....................................................................... 11 時鐘電路 .......................................................................... 12 復(fù)位電路 .......................................................................... 13 顯示電路 .................................................................................. 14 按鍵控制電路 ........................................................................... 15 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路 ................................................................... 16 4 步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制原理 ............................................................. 18 單片機(jī)控制系統(tǒng)流程圖 ............................................................ 18 脈沖序列 .................................................................................. 18 脈沖序列的生成 ................................................................ 18 脈沖序列的分配 ................................................................ 19 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行控制 ................................................................ 20 步進(jìn)電機(jī)的速度控制 .......................................................... 20 步進(jìn)電機(jī)的方向控制 .......................................................... 21 步進(jìn)電機(jī)的位置控制 .......................................................... 22 步進(jìn)電機(jī)的加減速控制 ...................................................... 22 5 程序設(shè)計 ........................................................................................... 28 主程序設(shè)計 ............................................................................... 28 定時中斷設(shè)計 ........................................................................... 30 外部中斷設(shè)計 ........................................................................... 31 6 結(jié)論 .................................................................................................. 32 致謝 ........................................................................................................ 33 參考文獻(xiàn) ................................................................................................ 34 附錄 ........................................................................................................ 36 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速電路設(shè)計 1 1 緒論 步進(jìn)電機(jī)及其發(fā)展 步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中的關(guān)鍵組件之一，是一種性能良好的數(shù)字執(zhí)行元件，隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電子技術(shù)和自動控制技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域中的普及與深入，步進(jìn)電機(jī)的需求量越來越大。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及同類產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，步進(jìn)電機(jī)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。 但近 30 年來，數(shù)字技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和永磁材料的迅速發(fā)展，推動步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展，為步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景，近幾年來，步進(jìn)電機(jī)需求量一直呈現(xiàn)出較快的增長速度，其中掃描儀、打印機(jī)、傳真、 DVDROM/CDRO